Pillole di Know-how
Le esperienze generano valore
solo se condivise
Il sistema industriale prevede che i macchinari siano dotati di una prima forma di intelligenza, rappresentata dal PLC (Programmable Logic Controller). Questo dispositivo gestisce e controlla le movimentazioni dei macchinari, decidendo quando e come azionarle. Il PLC è collegato a un’interfaccia uomo-macchina (HMI), tipicamente costituita da touch screen che permettono agli operatori di visualizzare i dati del macchinario e interagire con esso.
Indice
Il ruolo del software di supervisione
Il mio lavoro, che si chiama “livello 2 industriale” perché il primo è quello del PLC, è creare dei software, chiamati supervisioni, in grado, appunto, di supervisionare il macchinario o un’intera linea di produzione e di “prendere delle decisioni” operative.
Facciamo un esempio pratico:
supponiamo di avere una linea di produzione in cui un robot preleva un pannello da una macchina e lo posiziona su una rulliera. Da qui, il pannello deve essere smistato verso una delle seguenti destinazioni:
- A destra, se deve essere forato.
- A sinistra, se deve essere incollato.
- Dritto, se si tratta di uno scarto.
Ecco che sulla linea di produzione non c’è solo uno svolgimento delle fasi ma c’è anche la gestione e la presa di decisioni basate su eventi tipo:
- Dati: se l’articolo richiede la foratura, il sistema supervisiona lo smistamento verso la rulliera dedicata.
- Input dell’operatore: se l’operatore preme il pulsante rosso per indicare uno scarto, il sistema devia il pannello verso lo scarico, purché la rulliera non sia occupata.
Un esempio calzante è quello di un vigile urbano che dirige il traffico: assegna precedenze, stabilisce stop e regola i flussi. Allo stesso modo, la supervisione di linea si occupa di gestire e ottimizzare queste decisioni operative.
Il software di supervisione si integra con i sistemi aziendali e in particolare con il MES.
Integrazione MES e Supervisione
I due software possono lavorare in piena armonia, completandosi a vicenda a seconda delle necessità. Torniamo all’esempio sopra riportato dell’articolo depositato sulla rulliera: la supervisione può informare il MES che la fase di nesting è stata completata. Il MES registra l’avanzamento, calcola i tempi della fase e chiude il relativo ciclo. Se necessario, la supervisione può comunicare al MES ulteriori dettagli o micro-movimentazioni, quali:
- il tempo impiegato dall’articolo per passare dalla postazione A alla postazione B;
- chi ha movimentato il pezzo;
- tempi precisi di ogni micro-movimentazione.
Abbiamo clienti che hanno velocizzato delle fasi di lavorazione andando a ottimizzare la movimentazione da una postazione A o B oppure nella gestione del deposito materiale secondo gli spazi disponibili.
Per i clienti del settore marmo, stiamo attualmente sviluppando un sistema di supervisione che organizza i pezzi prodotti in modo ottimale. Soluzioni simili sono già state realizzate con successo per clienti in altri settori, come legno e vetro, adattandole alle esigenze specifiche di ciascun ambito.
Durante la fase di nesting, i robot spesso depositano i pezzi in modo casuale. La supervisione interviene assegnandoli a un magazzino temporaneo (polmone), calcolando lo spazio disponibile, gli articoli già presenti e le priorità produttive. Quando necessario, il sistema ordina alla navetta di prelevare e riorganizzare i pezzi per ricomporre l’ordine, ottimizzando tempi e distanze: recuperare un pezzo a 20 cm anziché 20 metri, ripetuto su più cicli, riduce notevolmente i tempi complessivi e quindi i costi.
Tutte le movimentazioni – tra una fase e l’altra – vengono tracciate e archiviate in un database. Successivamente, questi dati possono essere utilizzati dal MES per analisi più ampie o per gestire fasi successive.
Il MES, quindi, raccoglie e analizza i dati man mano che le fasi produttive avanzano, con il suo ruolo principalmente analitico, mentre il software di supervisione ha la gestione delle decisioni operative qualora tra fase e fase ci siano delle movimentazioni di materiali.
Il MES può sapere che l’articolo deve essere tagliato (fase1) e poi forato (fase2), calcolare i tempi delle fasi 1 e 2 ma non è lui a gestire le decisioni operative, come il comando alla linea di spostare un pannello a destra o a sinistra o il riconoscimento del tasto premuto dall’operatore per dichiarare lo scarto. Questi compiti sono tipicamente svolti da sistemi di supervisione che, come detto sopra, rilasciano anche i tempi delle varie movimentazioni.
Quindi l’integrazione MES e Supervisione è un forte valore aggiunto per la produzione.
Ricette di lavorazione al momento
Supponiamo che l’azienda debba produrre un determinato articolo. Grazie al software di supervisione, è possibile associare un part program (o ricetta di lavorazione) a quell’articolo specifico.
Quando l’operatore deve lavorare su quell’articolo, il sistema fornisce automaticamente alla macchina tutte le istruzioni necessarie per configurarsi correttamente. Se l’operatore ottiene un risultato perfetto, può salvare le impostazioni come una sorta di “fotografia” del settaggio della macchina. Queste configurazioni vengono archiviate nel database e collegate all’articolo. La prossima volta, quindi, il macchinario sarà in grado di settarsi automaticamente secondo le stesse specifiche.
Digital Twin
Le supervisioni introducono il concetto di digital twin (gemello digitale): una replica digitale esatta di ciò che accade fisicamente nell’impianto. Ad esempio, immaginiamo una serie di rulliere disposte a ferro di cavallo o a S, con postazioni di lavorazione, macchine e rulliere parallele di scarico. Questa configurazione viene riprodotta in formato digitale su un computer, consentendo di vedere su un monitor, in tempo reale, ogni articolo che si muove, esattamente come nella realtà.
La possibilità di osservare la pianta di lavorazione in tempo reale da remoto offre enormi benefici:
- Monitoraggio globale: permette una visione completa delle operazioni anche in impianti di grandi dimensioni (decine di metri).
- Ottimizzazione del lavoro: fornisce informazioni in tempo reale agli operatori, riducendo i tempi di inattività e le incertezze operative.
Ad esempio, consideriamo una linea di imballaggio. Il processo è completamente automatizzato:
- appena l’articolo entra nella rulliera dell’imballaggio, il sistema invia l’informazione al reparto, indicando quale tipo di imballo preparare (materiale, dimensioni, ecc.).
- chi prepara gli imballaggi riceve le istruzioni in tempo reale, organizzando il lavoro per i successivi 30 minuti.
- una volta completato l’imballaggio, l’operatore conferma l’operazione. Il sistema già sa:
- Il materiale dell’imballo (es. legno).
- Il tipo di articolo contenuto.
- La destinazione dell’imballo (es. quinta rulliera per il camion dedicato agli articoli in legno).
Gli operatori non devono preoccuparsi di comunicare ulteriori dettagli: è il sistema a gestire automaticamente tutte le decisioni e a tenere traccia dei dati.
Per un cliente, questa soluzione, ha triplicato la produttività, eliminando i tempi morti legati alla ricerca di informazioni sugli imballi. Inoltre, abbiamo integrato un sistema che scatta una fotografia di ogni articolo imballato, associando l’immagine al codice articolo e alla commessa. Questo sistema garantisce un ulteriore livello di controllo: se un cliente segnala che un articolo è arrivato danneggiato, è possibile verificare lo stato dell’ordine al momento del caricamento.
Tra i vari casi di successo abbiamo un cliente che inizialmente registrava 1.000 operazioni giornaliere; oggi, grazie al nostro sistema, ne gestisce 5.000 con pieno controllo. Tramite una “control room”, visualizza in tempo reale l’intero flusso produttivo su schermi dedicati, monitorando ogni postazione e articolo. Stiamo anche implementando un sistema di packing list automatizzato per ottimizzare la preparazione dei carichi.
Questo nostro cliente ha a sua volta conquistato suoi importanti clienti proprio mostrando loro la control room dove tutto è perfettamente sotto controllo, calcolato e visibile, trasmettendo affidabilità e organizzazione.
Complementarità nel Network
Il nostro obiettivo coincide con quello del Network: integrare sistemi, apportare valore, salvaguardare gli investimenti effettuati e rispondere alle esigenze specifiche di ogni azienda.
Il nostro approccio è orientato alla qualità e alla personalizzazione, con costi più elevati rispetto ai software standard, ma che garantisce controllo, efficienza e un ritorno sull’investimento significativo. Non si tratta solo di gestire i dati, che è fondamentale, ma di portare valore aggiunto reale al processo produttivo, soprattutto laddove c’è una complessità nella produzione con esigenze molto specifiche e dimensioni importanti dell’impianto di produzione con movimentazioni tra fase e fase.
